Producción en serie de piezas de automoción mediante impresión 3D metálica

4 agosto 2022

Hace tres años, un consorcio de pymes, grandes empresas e instituciones de investigación comenzó con el objetivo común de revolucionar la impresión 3D metálica en el campo de la producción en serie de automóviles. Juntos, crearon una línea de producción de impresión 3D totalmente automatizada y conectada digitalmente en dos lugares a la vez y la prepararon para la producción en serie de automóviles. Hoy, 12 socios del proyecto anuncian que se ha conseguido por partida doble con IDAM (Industrialización y Digitalización de la Fabricación Aditiva) y afirman con orgullo: “Hemos conseguido industrializar y digitalizar la fabricación aditiva (AM) para la producción en serie de automóviles”.

A partir de ahora, se podrán fabricar de forma rentable al menos 50.000 componentes al año en las instalaciones del Grupo BMW en Múnich y en GKN Powder Metallurgy en Bonn mediante el proceso de fusión de lecho de polvo por láser (LPBF), así como más de 10.000 piezas individuales y de recambio. Gracias al diseño modular del proyecto de esta línea, el número anual de unidades puede ampliarse según las necesidades.

En sólo tres años: del boceto conceptual a la línea de producción totalmente integrada
Lanzados en 2019, los vehículos de guiado automático (AGV) pueden ahora transferir de forma totalmente automática las cámaras de construcción móviles de las impresoras 3D entre los módulos de las líneas de producción de IDAM. El ballet de máquinas está orquestado por una unidad de control central en la que convergen todos los datos de los módulos individuales de la línea a nivel digital. El gemelo digital generado de este modo controla en todo momento todos los datos relevantes de la producción, para lograr la máxima productividad y calidad. Los socios han desarrollado conceptos novedosos para la generación automática de los datos de construcción de la impresión 3D.

Los módulos totalmente automatizados transportan el polvo metálico procesado y lo preparan. Además, el posprocesamiento automático de los componentes fabricados tiene lugar en estaciones especialmente diseñadas. A lo largo de estas líneas de producción se han implementado exhaustivas medidas de garantía de calidad: Por ejemplo, se utilizan sensores en el proceso de fusión por láser para supervisar y garantizar que las piezas acabadas cumplen los requisitos de calidad.

Las líneas de producción en red requieren socios estrechamente interconectados
Para poner en marcha las líneas, los socios necesitaron conocimientos interdisciplinarios. Gracias a ella, pudieron digitalizar y automatizar tanto la ingeniería mecánica como la de planta, en el diseño de componentes, así como en el campo de la impresión 3D metálica. El Instituto Fraunhofer de Tecnología Láser ILT de Aquisgrán apoya el proyecto gracias a sus muchos años de experiencia en el campo de las tecnologías de fabricación aditiva. Los socios del proyecto se dieron cuenta rápidamente de que las soluciones ‘estándar’ no cumplirían los ambiciosos objetivos del proyecto ni los requisitos de productividad y calidad de la industria del automóvil. Por ello, una gran parte de los módulos tuvo que ser completamente rediseñada a nivel digital y físico. Además, el funcionamiento satisfactorio de las líneas de IDAM sólo es posible mediante una estrecha interconexión de los módulos individuales; lo mismo se exigió a los socios del proyecto.

Desde las pymes gestionadas por sus propietarios hasta las grandes empresas, se estableció un espíritu desde el primer día del proyecto, ya que los socios aspiraban conjuntamente al éxito: aprender los unos de los otros, trabajar juntos en soluciones innovadoras y desarrollar al máximo los puntos fuertes individuales de cada socio: para IDAM, estas fueron las claves del éxito.

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